【志鸿全优设计】高中物理 第十章 热力学定律单元检测 新人教版选修33(1).doc

物理人教3-3第十章热力学定律单元检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括12小题，每小题3分，共36分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，选错的得0分)1气体膨胀对外做功100 j，同时从外界吸收了120 j的热量，它的内能的变化可能是()a减小20 jb增大20 jc减小220 jd增大220 j2下列关于永动机的说法中正确的是()a第一类永动机违反了能量守恒定律b第一类永动机违反了热力学第一定律c第二类永动机违反了能量守恒定律d第二类永动机违反了热力学第二定律3以下过程不可能发生的是()a对物体做功，同时物体放热，物体的内能不变b对物体做功，同时物体吸热，物体的内能不变c物体对外做功，同时放热，物体的内能不变d物体对外做功，同时吸热，物体的内能不变4下面设想符合能量守恒定律的是()a利用永磁铁间的作用力造一台永远转动的机器b做成一条船利用河水的能量逆水航行c通过太阳照射飞机使飞机起飞d不用任何燃料使河水升温5下列有关物体内能改变的判断中，正确的是()a外界对物体做功，物体的内能一定增加b外界向物体传递热量，物体的内能一定增加c物体对外界做功，物体的内能可能增加d物体向外放热，物体的内能可能增加6如图为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高。关于这个实验，下列说法正确的是()a这个装置可测定热功当量b做功增加了水的热量c做功增加了水的内能d功和热量是完全等价的，无区别7对于一定质量的气体，忽略其分子之间的引力和斥力，升高一定温度，则()a气体的压强一定增加b每个气体分子的速率一定增加c气体分子的热运动一定变得剧烈d气体的内能可能减少8用隔板将一绝热容器隔成a和b两部分，a中盛有一定质量的理想气体，b为真空(如图)，现把隔板抽去，a中的气体自动充满整个容器(如图)，这个过程称为气体的自由膨胀，下列说法正确的是()a自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动b自由膨胀前后，气体的压强不变c自由膨胀前后，气体的温度不变d容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到a部分9.一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的pv图上，气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态，再沿与横轴平行的直线变化到c状态，a、c两点位于与纵轴平行的直线上，以下说法中正确的是()a由a状态至b状态过程中，气体放出热量，内能不变b由b状态至c状态过程中，气体对外做功，内能增加，平均每个气体分子在单位时间内与器壁碰撞的次数不变cc状态与a状态相比，c状态分子平均距离较大，分子平均动能较大db状态与a状态相比，b状态分子平均距离较小，分子平均动能相等10金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使汽缸中柴油达到燃点的过程是()a迅速向里推活塞b迅速向外拉活塞c缓慢向里推活塞d缓慢向外拉活塞11如图所示，用导热的固定隔板把一容器隔成容积相等的甲、乙两部分，甲、乙中分别有质量相等的氮气和氧气。在达到平衡时，它们的温度必相等，若分子势能可忽略，则甲、乙中()a气体的压强相等b气体分子的平均动能相等c气体的内能相等d气体分子的平均速率相等12如图所示，a、b两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一深度内，a、b球用同一种特殊的材料制作，当温度稍微升高时，球的体积明显地增大，如果水和水银的初温及缓慢升高后的末温都相同，且两球膨胀后体积也相等，两球也不再上升，则()aa球吸收的热量多bb球吸收的热量多ca、b两球吸收的热量一样多d不能确定吸收热量的多少二、填空题(每空2分，共16分)13(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0105 j，同时气体的内能增加了1.5105 j。试问：此压缩过程中，气体_(选填“吸收”或“放出”)的热量等于_ j。(2)若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是_(选填“a”“b”或“c”)，该过程中气体的内能_(选填“增加”“减少”或“不变”)。14质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态与气态(可看成理想气体)变化过程中温度(t)随加热时间(t)变化关系如图所示。单位时间所吸收的热量可看做不变。(1)以下说法正确的是_。a在区间，物质的内能不变b在区间，分子间的势能不变c从区间到区间，物质的熵增加d在区间，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高_(选填“变快”“变慢”或“快慢不变”)，请说明理由。15(1)现代科学技术的发展与材料科学、能源的开发密切相关，下列关于材料、能源的说法正确的是_。(填选项前的编号)化石能源为清洁能源纳米材料的线度在1100 m之间半导体材料的导电性能介于金属导体和绝缘体之间液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向同性(2)一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0104 j，气体内能减少1.3105 j，则此过程_。(填选项前的编号)气体从外界吸收热量2.0105 j气体向外界放出热量2.0105 j气体从外界吸收热量2.0104 j气体向外界放出热量6.0104 j三、计算题(16题14分，17题15分，18题19分，共48分)16在一个横截面积s3102 m2的圆筒内装有质量m0.6 kg的水，被太阳光垂直照射t2 min后，水温升高1 ，射到大气层的太阳能只有45%到达地面，不计容器的吸热和散热损失，试估算太阳的全部辐射功率。保留一位有效数字，设太阳与地球之间的平均距离d1.51011 m，水的比热容c4.2103 j/(kg)17如图所示，两个可导热的汽缸竖直放置，它的底部由一细管连通(忽略细管的容积)。两汽缸各有一活塞，质量分别为m1和m2，活塞与汽缸壁无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h。(已知m13m，m22m)(1)在两活塞上同时各放一质量为m的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假定环境的温度始终保持为t0)。(2)在达到上一问终态后，环境温度由t0缓慢上升到t，试问这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出了热量？(假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到汽缸顶部。)18人们工作、学习和劳动都需要能量，食物在人体内经消化过程转化为葡萄糖，葡萄糖在体内又转化为co2和h2o，同时释放的能量e2.87106 jmol1。一个质量为60 kg的短跑运动员起跑时以的时间冲出1 m远。他在这一瞬间消耗的体内储存的葡萄糖为多少？参考答案1. 答案：b点拨：研究对象为气体。依符号规则，对外做功w100 j，吸收热量q120 j。由热力学第一定律有：uwq100 j120 j20 j。u0，说明气体的内能增加。故选项b正确。2. 答案：ad点拨：本题考查的是对两类永动机的本质认识，显然a、d正确。3. 答案：bc点拨：本题考查的是对热力学第一定律uwq的理解和应用，需要注意的是符号法则。4. 答案：bcd点拨：利用磁场能可能使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能，使转动停止，故a错；让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可使光能转化为飞机的动能，实现飞机起飞，故b、c正确；设计水坝利用河水的重力势能发电，一部分重力势能通过水轮机叶片转化为水的内能，另外电能也可转化为内能使水升温，故d正确。5. 答案：cd点拨：本题考查的是对热力学第一定律uwq的理解和应用，需要注意的是符号法则及其物理意义。6. 答案：ac点拨：焦耳实验是在绝热条件下进行的，通过焦耳实验可以说明做功和传热一样，可以改变物体的内能。将做功过程和吸热过程在同等条件下对比，可测出热功当量，故a正确；做功增加了水的内能，热量只是热传递过程中内能改变的量度，故b错误，c正确；做功和传热产生的效果相同，但功和热量是不同的概念，d错误。7. 答案：c点拨：根据题意可知，该气体为理想气体，温度是其内能变化的标志，温度升高则内能增加，d错误；由于温度是分子热运动剧烈程度的宏观体现，可知气体分子热运动剧烈程度一定增大，c正确；温度升高说明分子平均速率增大，不一定每个分子速率都增加，b错误；根据热力学第一定律可知，由pv/tc(恒量)可知气体压强不一定增大，a错误。8. 答案：c点拨：理想气体在绝热的条件下，向真空做自由膨胀的过程是一个既与外界没有热交换，又没有对外做功的过程，根据热力学第一定律可以确定气体的内能不变，而理想气体的分子势能为0，即分子动能不变，温度不变。9. 答案：ad点拨：由a状态到b状态的过程是等温过程，所以内能不发生变化，气体体积减小，所以外界对气体做功，放出热量；由b到c的过程，是等压变化，体积增大，温度升高，内能增加，所以气体对外界做功，应该吸收热量，虽然压强不变，但是气体分子热运动变得剧烈，碰撞次数改变。10. 答案：a点拨：只有迅速向里推活塞，对混合气体做功，才能使混合气体的内能迅速增加，温度迅速升高到燃点。故a正确。11. 答案：b点拨：由于温度是分子平均动能的标志，所以在达到平衡时，它们的温度相等，气体分子的平均动能必相等。12. 答案：b点拨：a、b两球初末状态完全相同，故u相同；b球膨胀对水银做的功大于a球膨胀对水做的功，由热力学第一定律uwq，所以b球吸收的热量大于a球吸收的热量，故b正确。13. 答案：(1)放出5104 j(2)c增加14. 答案：(1)bcd(2)变快理由见点拨。点拨：(1)因为该物质一直吸收热量，固体、液体的体积不变，不对外做功，所以内能一直增加，a错误，d正确；又因为区间温度不变，所以分子动能不变，吸收的热量全部转化为分子势能增加。理想气体没有分子力，所以理想气体内能仅与温度有关，分子势能不变，b正确；从区间到区间，分子运动的无序程度增大，物质的熵增加，d正确。(2)根据热力学第一定律uqw根据理想气体的状态方程有c可知，在吸收相同的热量q时，压强不变的条件下，v增加，w0，uq|w|；体积不变的条件下，w0，uq；所以u1u2，体积不变的条件下温度升高变快。15. 答案：(1)(2)点拨：(1)化石能源燃烧时产生二氧化碳，造成温室气体效应；煤炭和石油中含有硫，燃烧时产生二氧化硫等物质使雨水的酸度增高等等，说明化石能源不是清洁能源，错；纳米材料的线度在1100 nm，而不是1100 m，错；液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性(不是同性)，错；正确选项为。(2)w7.0104 j，u1.3105 j，由热力学第一定律wqu可得q2.0105 j表明气体向外界放热2.0105 j，正确选项为。16. 答案：4.41026 w点拨：设太阳的全部辐射功率为p，则在2 min内太阳向外辐射的能量qpt，则由题意可知cmt所以p4.41026 w。17. 答案：(1)(2)5mgh吸收点拨：(1)设左、右活塞的面积分别为a和a。由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，即由此得a在两活塞上各加一质量为m的物块后，右活塞降至汽缸底部，所有气体在左汽缸中在初态，气体的压强为，体积为；在末态，气体的压强为，体积为 (x为左活塞的高度)，由玻意耳玛略特定律得由上式解得x。(2)当温度由t0上升至t时，气体的压强始终为。设x是温度达到t时左活塞的高度，由盖吕萨克定律得x，活塞对气体做的功为wfs，在此过程中气体吸收热量。18. 答案：0.27 g点拨：由题知，运动员在起跑的时间内是做变加速直线运动，由于时间很短，为解决